
前段时间,网上涌现出一大批关于1/4 + 1/16 + 1/64 + ... = 1/3的图形证明(1) (2)。不过,有多少人想过,为什么这些图形都是证明底数为1/4的情况呢?同样是几何级数求和,能否构造一个图形来证明1/5 + 1/25 + 1/125 + .. = 1/4呢?
今天看到一本巨爽的电子书,里面介绍了很多离散几何的神奇结论和美妙证明。我一口气看了将近十个小节,期间不停地被那些天才的数学证明所震撼。电子书的第一节介绍了一个非常初等的东西——Helly定理。从这里大家足以领略到凸集理论的奇妙。
Helly定理是说,如果一组凸图形中任意三个都有公共区域,那么所有这些凸图形也一定有一个公共区域。注意,这个结论并不是显然的。如果把“任意三个”改为“任意两个”的话结论就不成立了,反例很容易找。另外,“凸图形”这个条件也是必需的——下图中的四块区域满足任意三个都有交集,但它们却没有一块公共的部分。因此,要想证明这个结论,我们必须充分利用“凸图形”这一条件。

说勾股定理是一切科学的基础恐怕一点也不夸张。一些最基本的物理定律就与勾股定理之间产生了完美的对应。在我初三学到动能的公式时,我就想到,动能与速度的平方成正比是有内在原因的,这正是由数理科学中最基本的定理——勾股定理——决定的。考虑一个质量为1的物体向正北方向运动,如果它的速度为a,那么所需要的能量就是(a^2)/2;类似地,让同一个物体以b的速度向正东方向运动,所需要的能量应该为(b^2)/2。如果把这两个力叠加在一起,我们就得到了这样一个事实:用(a^2)/2 + (b^2)/2的能量可以让物体往大致东北的方向运动,其速度正好就是一个以a和b为边的矩形的对角线长。因此,(a^2)/2 + (b^2)/2正好也就是对角线长度的平方的一半,这恰好与勾股定理的内容一致。可以说,我们用数学定理验证了一个物理定律;也可以说,我们用物理定律证明了一个数学定理。
在网上偶然看到这篇文章,决定把之前创作排序算法内存状态演示图所用的Mathematica程序修改一下,于是搞出来5个midi音乐。这些midi文件用音高来表示内存状态,初始时的音都是乱的,然后声音渐渐变得有序,最后就成了从低到高的一串音符。
http://www.matrix67.com/data/bubble_8_elements.mid
http://www.matrix67.com/data/insert_8_elements.mid
http://www.matrix67.com/data/select_8_elements.mid
http://www.matrix67.com/data/quick_12_elements.mid
http://www.matrix67.com/data/bogo_6_elements.mid
哪位兄弟能推荐一个在线放midi文件的好方法?